(廣東省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊 廣東珠海519000)
(廣東省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊 廣東珠海519000)
本文結合我國山區(qū)特殊的地質(zhì)環(huán)境條件,針對巖質(zhì)高邊坡高陡、地質(zhì)環(huán)境條件復雜及工程邊坡開挖規(guī)模巨大等特點,在分析影響邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)系統(tǒng)要素的基礎上,闡述了巖石高邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析與評價方法,為同類邊坡穩(wěn)定性分析提供工程參考。
巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性分析系統(tǒng)要素地質(zhì)分析法
巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定分析,應以詳細的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料為基礎,具體內(nèi)容包括以下幾個方面:
(1)地形和地貌特征;(2)地層巖性和巖土體結構特征;(3)斷層、裂隙和軟弱層的分布、產(chǎn)狀、充填物質(zhì)以及結構面的組合與連通率;(4)邊坡巖體風化、卸荷深度;(5)各類巖土和潛在滑動面的物理力學參數(shù)以及巖體應力;(6)巖土體變形監(jiān)測和地下水觀測資料;(7)坡腳淹沒、地表水位變幅和坡體透水與排水資料;(8)降雨歷時、降雨強度和凍融資料;(9)地震基本烈度和動參數(shù);(10)邊坡施工開挖方式、開挖程序、爆破方法、邊坡外荷載、坡腳采空和開挖坡的高度和坡度等。
2.1 巖體類型和性質(zhì)的影響
地層巖性的差異是影響邊坡穩(wěn)定的主要因素。
(1)深成侵入巖、厚層堅硬沉積巖以及片麻巖、石英巖等構成的邊坡,一般穩(wěn)定性較高;(2)噴出巖邊坡,如:玄武巖、凝灰?guī)r、安山巖、火山角礫巖等,其原生節(jié)理發(fā)育時,容易形成直立坡而產(chǎn)生崩塌;(3)含有粘土質(zhì)頁巖、泥巖、煤層、泥灰?guī)r、石膏等夾層的沉積巖邊坡,最易產(chǎn)生順層滑動,或因深層蠕動而造成崩塌;(4)千枚巖、板巖及片巖,軟弱易風化,容易出現(xiàn)蠕動現(xiàn)象;(5)黃土具有垂直節(jié)理、疏松透水,浸水后容易崩解濕陷。(6)崩積物、殘坡積物,容易沿下伏基巖的接觸面產(chǎn)生滑動。
2.2 地質(zhì)構造和巖體結構的影響
地質(zhì)構造因素對邊坡穩(wěn)定性,特別是巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響是十分明顯。
(1)在區(qū)域構造比較復雜,褶皺比較強烈,新構造運動比較活動的地區(qū),邊坡穩(wěn)定性較差,常出現(xiàn)巨大型滑坡及滑坡群;(2)斷層、節(jié)理裂隙發(fā)育特征和巖體結構對邊坡穩(wěn)定的影響也是十分明顯的,極易發(fā)生滑坡;(3)巖層或結構面的產(chǎn)狀對邊坡穩(wěn)定有很大的影響。
2.3 水的作用的影響
地表水和地下水是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素。不少滑坡的典型實例都與水的作用有關或者水是滑坡的觸發(fā)因素,水的作用主要表現(xiàn)在:(1)處于水下的透水邊坡將承受水的浮托力的作用;(2)而不透水的邊坡,坡面將承受靜水壓力,充水的張開裂隙也將承受裂隙水靜水壓力的作用;(3)地下水的滲流,將對邊坡體產(chǎn)生動水壓力;(4)水對邊坡巖土體還產(chǎn)生軟化或泥化作用,使巖土體的抗剪強度大為降低;(5)地表水的沖刷,地下水的溶蝕和潛蝕也直接對邊坡產(chǎn)生破壞作用;
2.4 地震作用的影響
地震對邊坡穩(wěn)定性的影響較大。在地震的作用下,首先使邊坡巖體的結構發(fā)生破壞或變化,出現(xiàn)新的結構面,或使原有結構面張裂、松弛,飽水砂層出現(xiàn)振動液化,地下水狀態(tài)亦有較大的變化。在地震力的反復振動沖擊下,邊坡沿結構面發(fā)生位移變形,直至破壞。
3.1 以邊坡的地貌形態(tài)演變預測和評價邊坡的穩(wěn)定性
以邊坡的表部特征為基礎,定性判斷邊坡的穩(wěn)定性的主要依據(jù)如下:
(1)邊坡表面比較平整順直,坡腳沒有地下水出露,樹木生長較茂盛,邊坡比較穩(wěn)定;(2)邊坡表面不平整,有較多的大小臺階,樹木歪斜傾倒,坡腳有泉水出露,邊坡可能不穩(wěn)定;(3)邊坡泉水較多,呈點狀不規(guī)則分布,成為高地地下水排泄面時,表明邊坡可能滑動,將地下水通道切斷;(4)當邊坡表層為松散堆積層時,可按基巖形態(tài)判斷其穩(wěn)定性。當基巖的層面較陡或呈凹向地下洼槽時,易形成滑坡。(5)河流沖刷岸的邊緣易產(chǎn)生崩塌或滑坡。
對是否曾產(chǎn)生過滑坡,可根據(jù)以下的地貌特征進行判斷:
(1)在地層、構造等條件相類似的河段上,局部邊坡剖面呈上陡、中緩、下陡的地貌形態(tài),而緩坡的高程與當?shù)仉A地又不相協(xié)調(diào);(2)在邊坡高處的陡坡下部出現(xiàn)洼地、沼澤及其他負地形,而又不是碳酸鹽類巖層,且陡坡的后緣出現(xiàn)裂縫;(3)邊坡出現(xiàn)獨特的簸箕形或圈椅形地貌,與上下游河段平順邊坡不相協(xié)調(diào);在巖石外露的陡坡下,中間有一個坡度較為平緩的核心臺地(滑坡臺地);(4)在現(xiàn)代河床受沖刷的凹岸,山坡反而稍微突出河中,有時形成急灘;或在古河床受沖刷的凹岸,河岸邊多有大塊孤石分布.這很可能是由于滑坡體下緣已被沖走而殘留的大孤石;(5)雙溝同源地形。一般山坡上的溝谷多是一溝數(shù)源,而在一些大的老滑坡體上,兩側為沖溝環(huán)抱,而上游同源或相距很近,有時甚至形成環(huán)谷。青年期、壯年期的滑坡地形,后部臺地清晰,其中可見陷落洼地或池沼,雙溝上游的距離相距亦較遠;而老年期的滑坡地形,表面劇烈起伏不平,形成平緩斜坡,一直延伸到河岸,地形等高線呈明顯的紊亂。
3.2 根據(jù)地層巖性、地質(zhì)構造等地質(zhì)條件分析邊坡變形破壞的形式
根據(jù)地層巖特特征可以定性地評價邊坡的穩(wěn)定性和可能的變形破壞形式。根據(jù)邊坡的地質(zhì)結構特征,應用圖解分析法(例如赤平投影方法)綜合分析坡體中起控制作用的結構面或軟弱帶的空間組合特征,即可大致確定邊坡可能的變形破壞形式。
3.3 根據(jù)邊坡變形體的外形和內(nèi)部變形跡象判斷邊坡的演變階段
根據(jù)邊坡變形體的外形和內(nèi)部變形跡象判斷邊坡的演變階段,具有下列標志時,可以認為滑坡處于穩(wěn)定階段:
(1)邊坡滑坡地貌已不明顯,原滑坡平臺寬大且已被夷平,土體密實,無不均勻沉陷現(xiàn)象;(2)滑坡后壁較高,長滿樹木,壁面穩(wěn)定,找不到擦痕;前緣的斜坡較緩,土體密實,無松散坍塌現(xiàn)象,滑坡舌迎河部分多出露含大孤石的密實土層;(3)河水目前已遠離滑坡臺地,在有些臺地外且已有漫灘階地;(4)滑坡兩側的自然溝谷切割很深,已達基巖;(5)滑坡臺地的坡腳有清晰的泉水出露。
巖質(zhì)邊坡巖體中所發(fā)育的結構面是控制邊坡穩(wěn)定的關鍵因素,應根據(jù)巖層及裂隙結構面的產(chǎn)狀,通過赤平極射投影法分析和楔形體滑動計算,綜合判定各種結構面對該邊坡穩(wěn)定性影響的大小。
[1]重慶市建設委員會.建筑邊坡工程技術規(guī)范(GB50330-2013) [S],中國建筑工業(yè)出版社,2014.
[2]黃潤秋.巖石高邊坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)分析[M],科學出版社,2012.
巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析的探討
■魏輝球
F407.1[文獻碼]B
1000-405X(2016)-10-50-2